LEYES DE NEWTON

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. 

Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:

Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;

Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Las 3 Leyes físicas, junto con la Ley de Gravitación Universal formuladas por Sir Isaac Newton, son la base fundamental de la Física Moderna.

Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

PRIMERA LEY O LEY DE INERCIA

Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

SEGUNDA LEY O PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

TERCERA LEY O PRINCIPIO DE ACCIÓN-REACCIÓN

Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

Primera Ley o Ley de la Inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento.

Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice esencialmente que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Ejemplos de Leyes de Newton en Fenómenos Biológicos

Primer Ley De Newton:

Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él.

Segunda Ley De Newton:

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, tiene la dirección de la fuerzan eta y es inversamente proporcional a la más del objeto.

Tercer Ley De Newton:

Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.

1.     El cuerpo al transpirar

Ø 1^era Ley de Newton: El cuerpo al estar en un estado de reposo, la temperatura se encuentra en un estado equilibrio.

Ø 2^da Ley de Newton: Al tener un aumento de temperatura corporal debido al calor de condiciones externas, o a nivel interno, por ejemplo, por  hacer actividad física se produce un cambio en las condiciones normales de termorregulación del cuerpo.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la acción que estimulo el aumento de temperatura ya sea este externo o interno, se produce una reacción  en la cual nuestro cuerpo intentará enfriarse nuevamente mediante la transpiración, lo cual acompañado con el aire del exterior hará que nuestro cuerpo pierda energía a manera de calor para luego intentar volver a un equilibrio .

2.     Al respirar ,capacidades pulmonares

Ø 1^era Ley de Newton: Dentro de los pulmones al estar en un estado de reposo se obtendrán un volumen corriente de 500cc. Con una capacidad de 2300cc.

Ø 2^da Ley de Newton: Al realizar una gran inspiración causara que se realiza una mayor contracción muscular causando un que la capacidad pulmonar aumente a 3500 cc.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la diferencia de presiones, los músculos respiratorios se relajan provocando un volumen de reserva espiratorio de 110 cc.

3.       La descomposición de la comida dentro del estómago

Ø 1^era Ley de Newton: En el momento el cual el estómago está a la espera de la llegada de la comida permanece en un estado inter-digestivo, donde no se produce ninguna clase de secreción ácida (ácido Clorhídrico).

Ø 2^da Ley de Newton: Cuando la comida baja por el tubo digestivo y entra en contacto con el estómago esto causará la distensión de la mucosa, lo cual empezará a actuar los quimiorreceptores y se estimulará la secreción de ácido y pepsinógeno que es convertido en pepsina.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la acción que provoco la  liberación de  ácidos y enzimas se produce la reacción que sería la descomposición química de los alimentos y la degradación proteica, dada por la  enzima pepsina.